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[핵잼 사이언스] 내성균 잡는 박테리오파지…인류 구할 슈퍼 바이러스 될까?

수정: 2021.06.16 10:03

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▲ 박테리오파지 치료에서 살아남은 세균. (흰색과 붉은색 점)

바이러스는 수많은 질병을 일으키는 무서운 감염성 입자다. 본래도 무서운 존재였지만, 코로나19 이후 바이러스는 인류에게 더욱 두려운 존재가 됐다.
하지만 일부 과학자들은 바이러스가 인류를 전염병에서 구할 무기가 될 수 있다고 보고 있다. 바로 내성균을 잡는 무기다. 지금은 코로나19 대유행에 가려 상대적으로 주목받지 못하지만, 사실 인류가 21세기에 직면한 최대 의학 문제 중 하나가 바로 항생제 내성균이다.

20세기에 개발된 항생제는 기적의 신약이었다. 과거에는 전쟁터에서 총상으로 바로 죽는 경우보다 2차적인 세균 감염으로 죽는 병사가 더 많다고 할 정도로 세균 감염이 큰 문제였다. 페니실린 같은 항생제 개발은 야전 병원은 물론 전쟁이 끝난 후 민간 병원에서도 사망률을 획기적으로 줄이는 데 기여했다.

그러나 세균 역시 여기에 적응해 항생제 내성을 키웠다. 인류는 바로 항생제 내성균을 잡을 수 있는 새로운 항생제를 개발했으나 세균 역시 계속 내성을 키워 여러 약물에 내성을 지닌 다제 내성균으로 진화했다. 물론 그렇다고 해도 새로운 항생제 개발 속도가 내성균 진화 속도보다 빠르면 문제없다. 문제는 그 반대라는 것이다. 새로운 신약 개발은 점점 어려워지는 것과 대조적으로 내성균은 점점 흔해지고 있다.

따라서 일부 과학자들은 세균을 숙주로 삼는 바이러스인 박테리오파지에 주목하고 있다. 박테리오파지는 사람 세포에 침투하지 않기 때문에 인체에 안전하고 항생제 내성과 무관하게 내성균을 파괴할 수 있다. 물론 세균 역시 박테리오파지를 피하기 위해 끊임없이 진화하지만, 이점은 박테리오파지도 마찬가지라 충분히 따라잡을 수 있다. 하지만 내성균에 특화된 박테리오파지를 개발하는 것이 문제점 중 하나였다.

미국 캘리포니아 대학 샌디에고캠퍼스 연구팀은 세균이 들어 있는 플라스크에 박테리오파지를 같이 넣고 특정 내성균을 효과적으로 제거하도록 진화시킬 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 이를 훈련(training)이라고 표현했는데, 28일간 훈련된 박테리오파지의 세균 제거 능력은 무려 1000배나 강해졌다. 이렇게 강해진 슈퍼 바이러스의 공격에서 살아남는 세균이 있다해도 다시 이 균주와 박테리오파지를 같이 배양하면 결국 세균을 감염시키는 박테리오파지가 진화하게 된다.

사실 바이러스의 빠른 변이 생성 능력은 코로나19 백신과 치료제 효과를 무력화시킬 수 있어 큰 우려를 낳고 있다. 하지만 박테리오파지 치료제 개발에서는 오히려 장점이다. 세균보다 더 빠르게 진화할 수 있는 만큼 세균의 적응 능력을 쉽게 무력화할 수 있기 때문이다.
박테리오파지 치료제는 아직 대부분 초기 연구 단계이지만, 내성균 문제의 궁극적인 해결책이 될 수 있어 앞으로 결과가 주목된다.

고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
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